数控车床选刀过程 如何合理选择数控车床刀具
更新日期:2018-03-13  来源:本站整理

   数控车床刀具的选刀过程,如图1所示。从对被加工零件图样的分析开始,到选定刀具,共需经过十个基本步骤,以图1中的10个图标来表示。选刀工作过程从第1图标“零件图样”开始,经箭头所示的两条路径,共同到达最后一个图标“选定刀具”,以完成选刀工作。其中,第一条路线为:零件图样、机床影响因素、选择刀杆、刀片夹紧系统、选择刀片形状,主要考虑机床和刀具的情况;第二条路线为:工件影响因素、选择工件材料代码、确定刀片的断屑槽型、选择加工条件脸谱,这条路线主要考虑工件的情况。综合这两条路线的结果,才能确定所选用的刀具。下面将讨论每一图标的内容及选择办法。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 数控车床刀具的选刀过程

(1) 机床影响因素

“机床影响因素”图标如图2所示。为保证加工方案的可行性、经济性,获得最佳加工方案,在刀具选择前必须确定与机床有关的如下因素:

①机床类型:数控车床、车削中心;

②刀具附件:刀柄的形状和直径,左切和右切刀柄;

③主轴功率;

④工件夹持方式。

 (2) 选择刀杆

“选择刀杆”图标如图3所示。其中,刀杆类型尺寸见表1

选用刀杆时,首先应选用尺寸尽可能大的刀杆,同时要考虑以下几个因素:

 

①夹持方式;

②切削层截面形状,即背吃刀量和进给量;

③刀柄的悬伸。

(3) 刀片夹紧系统

刀片夹紧系统常用杠杆式夹紧系统,杠杆式夹紧系统图标如图4所示。

①杠杆式夹紧系统

杠杆式夹紧系统是最常用的刀片夹紧方式。其特点为:定位精度高,切屑流畅,操作简便, 可与其它系列刀具产品通用。

②螺钉夹紧系统

特点:适用于小孔径内孔以及长悬伸加工。

 

  

1 刀杆类型尺寸

刀杆类型

外圆加工刀杆

内孔加工刀杆

柄部截面形状

刀杆尺寸

柄部直径 D

柄部长度 l1

主偏角

 

 

 

 

 

 

 

 

4  杠杆式夹紧系统

 (4) 选择刀片形状

选择刀片形状”图标如图5所示。主要参数选择方法如下:

①刀尖角
  刀尖角的大小决定了刀片的强度。在工件结构形状和系统刚性允许的前提下,应选择尽可能大的刀尖角。通常这个角度在35o90o之间。
  
5R型圆刀片,在重切削时具有较好的稳定性,但易产生较大的径向力。

②刀片形状的选择

刀片形状主要依据被加工工件的表面形状、切削方法、刀具寿命和刀片的转位次数等因素选择。

正三角形刀片可用于主偏角为600900的外圆车刀、端面车刀和内孔车刀。由于此刀片刀尖角小、强度差、耐用度低、故只宜用较小的切削用量。

正方形刀片的刀尖角为900,比正三角形刀片的600要大,因此其强度和散热性能均有所提高。这种刀片通用性较好,主要用于主偏角为450600750等的外圆车刀、端面车刀和镗孔刀。

正五边形刀片的刀尖角为1080,其强度、耐用度高、散热面积大。但切削时径向力大,只宜在加工系统刚性较好的情况下使用。

菱形刀片和圆形刀片主要用于成形表面和圆弧表面的加工,其形状及尺寸可结合加工对象参照国家标准来确定。

5 选择刀片形状

 (5) 工件影响因素工件影响因素”图标如图6所示。选择刀具时,必须考虑以下与工件有关的因素:

①工件形状:稳定性;

②工件材质:硬度、塑性、韧性、可能形成的切屑类型;

③毛坯类型:锻件、铸件等;

④工艺系统刚性:机床夹具、工件、刀具等;

⑤表面质量;

⑥加工精度;

⑦切削深度;

⑧进给量;

⑨刀具耐用度。

(6) 选择工件材料代码

选择工件材料代码”图标如图7所示。

按照不同的机加工性能,加工材料分成6个工件材料组,他们分别和一个字母和一种颜色对应,以确定被加工工件的材料组符号代码,见2

选择工件材料代码

2  选择工件材料代码

加工材料组

代码

钢:

非合金和合金钢
高合金钢
不锈钢,铁素体,马氏体

P(蓝)

 

不锈钢和铸钢:

奥氏体
铁素体——奥氏体

M(黄)

铸铁:

可锻铸铁,灰口铸铁,球墨铸铁

K(红)

NF金属:

有色金属和非金属材料

N(绿)

难切削材料:

以镍或钴为基体的热固性材料
钛,钛合金及难切削加工的高合金钢

S(棕)

硬材料:

淬硬钢,淬硬铸件和冷硬模铸件,锰钢

H(白)

 (7) 确定刀片的断屑槽型

“确定刀片的断屑槽型”图标如图8所示。按加工的背吃刀量和合适的进给量,根据刀具选用手册来确定刀片的断屑槽型代码。

8  确定刀片断屑槽代码

(8)选择加工条件脸谱

选择加工条件脸谱”图标如图9所示,三类脸谱代表了不同的加工条件:很好、好、不足。表3表示加工条件取决于机床的稳定性、刀具夹持方式和工件加工表面。

加工条件脸谱

(9) 选定刀具

 选定刀具”图标如图10所示。选定工作分以下两方面:

①选定刀片材料
   根据被加工工件的材料组符号标记、
刀片的断屑槽型、加工条件,参考刀具手册就可选出刀片材料代号。
   
②选定刀具
  根据工件加工表面轮廓,从刀杆订货页码中选择刀杆。

  根据选择好的刀杆,从刀片订货页码中选择刀片。

3  选择加工条件


机床,夹具和工件
系统的稳定性

加工方式

很好

不足

无断续切削加工表面已经过粗加工

带铸件或锻件硬表层,不断变换切深轻微的断续切削

中等断续切屑

严重断续切削

 

10  选定刀具